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1、木塑复合材料吸水性研究进展张清锋吕群基金项目:浙江省重大科技专项(优先主题)(2008C13G2150004);杭州市科技计划项目(20081533F04)。第一作者简介:张清锋(1985),男,硕士研究生,主要从事高分子材料的研究。通讯作者简介:吕群(1953),男,教授,主要从事高分子材料的研究。E-mail:luqun@263.net。李珊珊(杭州师范大学材料与化学化工学院,杭州310036)摘要:近年来,木塑复合材料的吸水性以及如何降低其吸水率的研究逐渐受到人们的重视。本文根据近年来国内外的研究,介绍了木塑复合材料吸水的原因、危
2、害、影响木塑复合材料吸水率的因素以及降低木塑复材料吸水率的某些方法。关键词:木塑复合材料,吸水率,进展ProgressofResearchonWaterAbsorptionofWood-plasticCompositesZhangQingfengLüQunLiShanshan(CollegeofMaterials,ChemistryandChemicalEngineering,HangzhouNormalUniversity,Hangzhou310036)AbstractAfteryearsofresearchanduse,watera
3、bsorptionofwood-plasticcompositeandthestudyofthedecreaseofwaterabsorptionweregraduallyrecognized.Inthispaper,thereasonswhywood-plasticcompositesoppedupaswellastheharmhadbeenreviewed.Moreover,thefactorsaffectingthewaterabsorptionandsomemethodsfordecreasingthewaterabsorpti
4、onalsohadbeensummarized.Keywordswood-plasticcomposite,waterabsorption,progress木塑复合材料(WPC)是近年来兴起的一类绿色环保材料,生产木塑复合材料的主要原料是农林废弃物(如木粉、竹粉、糠粉等,主要成份为植物纤维)和废旧塑料(如PE、PP等),其产品主要用作天然木材的替代品[[]黄河,母军.杂交狼尾草木塑复合材料的制备及性能研究[J].化工新型材料,2008,36(5):82-84.]。因此,研究和开发木塑复合材料对于农林废弃物和废旧塑料的综合利用、缓解天然木
5、材紧张的压力具有重要的意义。由于植物纤维存在着高吸水性的缺点[[]E.M.F.Aquino,L.P.S.Sarmento,W.Oliveira,R.V.Silva.MoistureEffectonDegradationofJute/GlassHybridComposites[J].JournalofReinforcedPlasticsandComposites,2007,26(2):219-233.],木塑复合材料的吸水性逐渐被人们所认识,如何降低木塑复合材料的吸水率已经成为一个非常重要的技术问题。近年来,国外关于木塑复合材料吸水性和如
6、何降低木塑复合材料吸水率的研究较多,国内较少。本文综述了国内外木塑复合材料吸水性研究的进展情况,介绍了木塑复合材料吸水的原因、危害以及吸水率的影响因素。1WPC吸水的原因木塑复合材料的主要原料之一是农林废弃物,其主要成份为植物纤维。植物纤维主要由纤维素、半纤维素、木质素组成,其中纤维素含量最多,纤维素大分子的重复单元每一个基环内含有3个羟基,使纤维素具有很高的吸水性。另外,纤维素是由结晶区和无定型区交错联结而成的二相体系,其中还有许多的空隙系统[[]王正.木塑复合材料界面特性及其影响因子的研究[D].北京:中国林科院木材业研究所,200
7、1.],这增强了纤维素的吸水性。半纤维素是由多糖基组成的一种聚合物,同样含有较多的羟基而易吸水,此外,半纤维素不能形成结晶区,水分子容易进入,吸水性比纤维素还要高。木质素也含有极性基团,因此也具有一定的吸水性,但由于天然木质素的分子量很大,亲水性基团相对于纤维素较少,所以吸水率稍低。木塑复合材料中填充有大量的植物纤维,不可避免地具有一定的吸水性。虽然木塑复合材料中的植物纤维已被塑料所包覆,而且在生产过程中植物纤维表面的部分羟基已与某些偶联剂或相容剂作用而酯化或醚化。因此,木塑复合材料的吸水率远低于木材的吸水率,早期人们对木塑复合材料的吸
8、水性并不太重视。但是,近年来的一些研究表明,木塑复合材料长时间地浸水后的吸水率并不低,尤其是聚烯烃木塑复合材料主要是作为木材替代品用于户外建筑和户外装饰,长期暴露在自然环境中,更加剧了木塑复合材料的吸水。2